(57)【要約】【課題】  複数の指令系統を持つ数値制御装置で複数の主軸を有する機械を制御する際に、プログラム作成時に、指令系統と主軸の対応関係を考慮せずにプログラム作成を行えるようにする。【解決手段】  数値制御装置（ＣＮＣ）はｎ個の指令系統を持ち、ｎ個の主軸と所要数の他の軸を持つ工作機械等を制御する。外部信号入力手段から、指令系統と主軸との対応関係を表わす信号を選択・切換部に入力する。選択・切換部は、ソフトウェア処理により、入力された信号に応じて、各指令系統で出力される主軸の制御のための指令Ｓ１等の伝達先の主軸を主軸１〜ｎの中から選択する。指令系統−主軸間の対応関係の切換えに応じて、工具または被加工ワークの位置を変更することもできる。【選択図】          図２
2007094646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の主軸を有する機械を制御し、且つ、複数の指令系統を有する数値制御装置において、
各指令系統と、各指令系統で制御される主軸との対応関係を表わす信号を外部から入力する信号入力手段と、
該信号入力手段により入力された信号が表わす対応関係に従って、各指令系統で出力される主軸の制御のための指令を伝達する主軸を選択する手段を備えたことを特徴とする、数値制御装置。
【請求項２】
前記機械が工作機械であることを特徴とする、請求項１に記載の数値制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の主軸を有する機械を制御し、且つ、複数の指令系統を有する数値制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の主軸を有する機械（例えば工作機械）を、複数の指令系統（以下、単に「系統」ともいう）を有する数値制御装置で制御することは公知の技術である。そのような制御を行う場合、各指令系統と、各指令系統で制御される主軸との対応関係（制御−被制御の対応関係）を指定する必要がある。従来技術では、各系統で制御する主軸の指定を、各系統毎にプログラム指令によって選択する形で行っていた。具体的には、例えば下記の手法１、手法２のようなプログラム指令を用いている。
【０００３】
（手法１）；制御対象の主軸を、識別子をプログラム指令（Ｓコード指令）に付けて指定する。このタイプに類する技術を記載した文献として、例えば特許文献１がある。  
例えば、下記のように、主軸の動作に関するプログラム指令中に２つの主軸１、主軸２を区別する識別子P1、P2を入れる。  
・S100 P1;主軸１の動作に関する指令（内容は、例えば速度の指令）  
・S200 P2;主軸２の動作に関する指令（内容は、例えば速度の指令）  
ここで、S100が系統１用のコード、S200が系統２用のコードであれば、上記のプログラム指令により、系統１で主軸１が制御され（制御内容は例えば速度の制御）、系統２で主軸２が制御される（制御内容は例えば速度の制御）ことになる。
【０００４】
（手法２）；主軸動作に関するプログラム指令の前に、制御対象の主軸を識別子で指定するプログラム指令（Ｍコード指令）を入れて、各系統が主軸を選択する。このタイプに類する技術を記載した文献として、例えば特許文献２、３がある。  
例えば、２つの主軸１、主軸２を各々識別子P1、P2で区別し、下記のようなプログラム指令を、系統１（あるいは系統２）用の命令文中に続けて入れる。  
・M45 P1;主軸１を選択。  
・S100;主軸１の動作に関する指令（内容は、例えば速度指令）  
・M45 P2;主軸２を選択。  
・S200;主軸２の動作に関する指令（内容は、例えば速度指令）  
ここで、S100が系統１用のコード、S200が系統２用のコードであれば、上記のプログラム指令により、系統１で主軸１が制御され（制御内容は例えば速度の制御）、系統２で主軸２が制御される（制御内容は例えば速度の制御）ことになる。
【０００５】
また、各系統１、２と主軸１、２の対応関係を入れ替える場合には、上記のようなプログラム指令とする。  
・M45 P2;主軸２を選択。  
・S100;主軸２の動作に関する指令（内容は、例えば速度指令）  
・M45 P1;主軸１を選択。  
・S200;主軸１の動作に関する指令（内容は、例えば速度指令）
【０００６】
これら従来技術は、要するにプログラム指令に頼って、各指令系統と各主軸の制御・被制御の対応関係を選択・指定するものであり、図１に示したように、指令系統と主軸がそれぞれｎ個（但し、ｎは２以上の正整数；以下、同じ）存在する一般のケースで言えば、主軸制御のための指令毎に、ｎ個の主軸の内のどれを指定するのかを表わす情報をなんらかの形で、予めプログラムに書き込んでおく必要があるということである。図１中に簡略化して併記したように、例えば、系統１〜系統ｎを持つ数値制御装置（ＣＮＣ）の系統１により主軸１を制御するには、主軸１を選択・指定する内容を含んだＳ１指令を用い、主軸２を制御するには、主軸２を選択・指定する内容を含んだＳ２指令を用いることになる。図１中に併記はされていないが、他の系統、主軸についても同様であり、図１中に併記はされていないが、系統ｉ（１≦ｉ≦ｎ）で、主軸ｊ（１≦ｊ≦ｎ）を制御する際には、主軸ｊを選択・指定する内容を含んだＳｊ指令を系統ｉで出力することになる。
【０００７】
【特許文献１】特開昭６２−２９３３０７号公報
【特許文献２】特開平９−７３３０８号公報
【特許文献３】特許第２８４３５６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した従来技術のように、プログラム指令により、各系統毎に主軸の選択を行う方式では、どの主軸を制御対象として選択するかということを考慮しながらプログラムを作成する必要があり、プログラム作成の負担が大きくなる一因となっていた。本発明は、複数の主軸を有する機械を制御し、且つ、複数の指令系統を有する数値制御装置を改良し、プログラム作成時に、どの系統でどの主軸を制御するかの対応関係を考慮する必要がなく、プログラムの作成の負担を減らせるようにすることを企図するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、複数の主軸を有する機械を制御し、且つ、複数の指令系統を有する数値制御装置に、各指令系統と、各指令系統で制御される主軸との対応関係を表わす信号を外部から入力する信号入力手段と、該信号入力手段により入力された信号が表わす対応関係に従って、各指令系統で出力される主軸の制御のための指令を伝達する主軸を選択する手段とを具備させることによって、上記課題を解決する。  
前記機械として典型的なものは、工作機械である。また、その場合、前記複数の指令系統の内の少なくとも１つは、主軸で駆動されない工具を制御し、前記信号入力手段により入力された信号が表わす対応関係に従って、前記工具または被加工ワークの内の少なくとも一方の、位置及び姿勢の内の少なくとも一方が変更されるように構成することができる。
【発明の効果】
【００１０】
複数の主軸を有する機械を、複数の指令系統を有する数値制御装置で制御する場合に使用するプログラムの作成時に、どの系統でどの主軸を制御するかの対応関係を考慮する必要がなく、プログラムの作成の負担を減らすことができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図２は、本発明に従った数値制御装置（ＣＮＣ）を含むシステムの概略構成を表わす図である。数値制御装置は、ｎ個の指令系統を持ち、ｎ個の主軸と所要数の「主軸以外の軸」（図示省略；以下、“他の軸”ともいう）を持つ機械（例えば工作機械）を制御するもので、以下に説明する各指令系統で制御される主軸の選択乃至切換えに関連する事項を除けば、従来の多系統型の数値制御装置と特に変わるところはない。  
【００１２】
即ち、数値制御装置は、システム全体を統括制御するシステムプログラム、ｎ個の主軸及び他の軸を制御する指令等を含むプログラム（以下、単に「プログラム」ともいう）、諸パラメータ等を記憶するメモリを有する。そして、各指令系統は、ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コントローラ）を持ち、プログラムに従って、主軸制御処理、主軸帰還処理、他の軸のためのサーボ制御処理等を行うようになっている。
【００１３】
プログラム中に書かれている「各指令系統で制御される主軸」の制御のための指令（例えば、毎秒回転数を指定する指令）には、従来技術（手法１）のように「その指令系統で制御される主軸」の情報が書き込まれている必要はなく、また、従来技術（手法２）のように、制御される主軸への指令を先行させることも行われない。本発明では、外部信号入力手段と選択・切換部を設け、各指令系統と、各指令系統で制御される主軸との対応関係を表わす信号を外部信号入力手段から選択・切換部に入力する。選択・切換部には、入力された信号に応じて、各指令系統で出力される主軸の制御のための指令の伝達先の主軸を選択するソフトウェアが装備されている。また、外部信号入力手段としては、当該数値制御装置の操作パネル、他の加工部からの信号を受けて当該数値制御装置へ出力する装置等が考えられる。
【００１４】
便宜上、系統ｉ（ｉ＝１，２・・・ｎ）で出力される主軸制御のための指令をＳｉで表わすと、指令Ｓｉの伝達先は、外部信号入力手段から入力される切換え信号（選択信号）に応じて、光選択・切換部で選択される。例えば、図示されている例では、主軸１が制御する主軸を、主軸１から主軸ｎに切換える信号が入力されると、系統１で出力される主軸制御のための指令Ｓ１は、主軸１（より具体的に言えば、“主軸１の制御部”；以下、同様）に伝達される状態から、主軸ｎ（主軸ｎの制御部）に伝達される状態に切換わる。
【００１５】
図３は、切換え信号（選択信号）の構成例を示し、ここではｎ＝６とし、各信号を３桁の２進数で表現している。＃０〜＃２は各桁に対応するレジスタを表わしている。このような切換え信号は、各指令系統毎に存在し、全体として「各指令系統と、各指令系統で制御される主軸との対応関係を表わす信号」を構成している。
【００１６】
従って、例えば、系統１のための信号部分が、「＃０＝１、＃１＝０、＃２＝０」であれば、系統１は主軸１を制御する状態となり、指令Ｓ１は、主軸１に伝達され、もしも、「＃０＝１、＃１＝０、＃２＝１」であれば、系統１は主軸５を制御する状態となり、指令Ｓ１は、主軸５に伝達される。他の系統についても同様で、例えば系統３のための信号部分が、「＃０＝１、＃１＝０、＃２＝０」であれば、系統３は主軸１を制御する状態となり、指令Ｓ３は、主軸３に伝達され、もしも、「＃０＝１、＃１＝１、＃２＝０」であれば、系統３は主軸６を制御する状態となり、指令Ｓ３は、主軸６に伝達される。なお、場合によっては、指令系統の数と主軸の数が同数でない場合もあり得るが、その場合でも、上記２進数の桁数を増やすなどして、すべての指令系統−主軸の対応関係を網羅するように信号の種類を増やせば、すべての指令系統−主軸を信号と１対１の対応関係で表現することができる。
【００１７】
さて、前述の通り、前記機械として典型的なものは工作機械である。工作機械の場合、複数の指令系統の内の一部（場合によっては全部）は、主軸で駆動されない工具を制御する。そのような工作機械の制御においては、指令系統−主軸間の対応関係の切換えを行う場合、工具または被加工ワークの内の少なくとも一方の位置を変更する必要が生じるような加工形態が想定される。
【００１８】
図４（ａ）、（ｂ）は、そのようなケースの１例を示し、具体的には、６つの主軸で１つずつワークを取付けて回転させる旋盤を表わしている。符号１は、６つの主軸１〜主軸６を装備したターレット式の基台で、数値制御装置のいずれかの系統で制御される軸（但し、主軸ではない）で回転駆動可能となっている。図示されているように、各主軸１〜６には、１つずつワークが取付けられている。符号２、３は、主軸以外の軸（例えばＸ軸／Ｙ軸）で位置制御されるバイト（工具）で、ここでは系統６で制御されるＸ軸／Ｙ軸に取付けられているものとする。このような工具は、他の系統で制御される軸に取付けられていても良い。
【００１９】
さて、図４（ａ）、（ｂ）の違いは、ターレット式の基台１の回転位置にある。今、仮に図４（ａ）を、基台１が基準回転位置にある基準状態とすると、図４（ｂ）は、矢印方向に６０゜（主軸の設置角度間隔分の角度）回転させた位置にあり、各主軸はワークＷ１〜Ｗ６を装着したまま６０゜回転している。このような回転の指令は、基台１を回転駆動する軸を制御する系統で出力されるが、その出力は、系統−主軸の対応関係の切換えと同期して行われる。
【００２０】
具体的には、例えば図５（ａ）に示す信号状態から、図５（ｂ）に示す信号状態への切り換えが、信号入力手段（図２参照）からの信号入力に応じて行われた時に、上記出力がなされ、図４（ａ）の状態から、図４（ｂ）の状態へ移行する。なお、少なくとも基台の回転中は、バイト２、３はワークから退避し、加工指令に応じてワーク（図４（ａ）ではワークＷ６、図４（ｂ）ではワークＷ１に接触して加工を実行する。
【００２１】
このように、図５のような系統−主軸の対応関係の切換えと、図４のような工具−ワークの相対位置関係の切換えとを併行させれば、複数のワークＷ１〜Ｗ６に対して、順次、同じ系統（ここでは系統６）で制御されるバイト２、３による加工が実行できる。また、他種の工具（例えば回転の上流側に粗加工用工具、下流側に仕上げ加工用工具など）を基台１の周辺にバイト２、３と６０゜（またはその整数倍）の角度間隔をとって配備すれば、各ワークに対して一連の加工を実行できる。
【００２２】
図６（ａ）、（ｂ）は、指令系統−主軸間の対応関係の切換えに応じて、工具または被加工ワークの位置を変更する別の事例を示している。本例では、ドリル（工具）６を装着した穿孔装置５が、弧状矢印で示したように、図６（ａ）に示した基準姿勢をとる状態と、図６（ｂ）に示した回転姿勢をとる状態との間で、切換え可能に、基台４上に取付けられている。なお、本例における指令系統は系統１、２のみであり、主軸は主軸１〜３であるとする。  
姿勢変更は、穿孔装置５を回転させる回転軸の回転により行われ、そのための指令は数値制御装置のいずれかの系統で出力される。また、穿孔装置５のドリル６の回転駆動は、系統１で制御される軸（但し、主軸ではない）で行われるようになっている。
【００２３】
図６（ａ）の状態から図６（ｂ）の状態へ変更させる指令は、基台１を回転駆動する軸を制御する系統で、プログラム指令として出力されるようにすれば良いが、基台１の回転は数値制御装置付設したスイッチ切換えで出力するようにしても良い。但し、いずれにしろ、系統−主軸の対応関係の切換えから間をおかずに行われるようにする。本例の場合、図７（ａ）に示す信号状態から、図７（ｂ）に示す信号状態への切り換えが、信号入力手段（図２参照）からの信号入力に応じて行われた時に、上記出力がなされ、図６（ａ）の状態から、図６（ｂ）の状態へ移行する。
【００２４】
図６（ａ）及び図７（ａ）の描示から理解されるように、図６（ａ）の状態では、ワークＷ７を装着した主軸１は系統１で制御され、主軸２はいずれの系統の制御下にもおかれていない（当然、不作動）。また、工具７を装着した主軸３は、系統２の制御下にある。これに対して、信号切換え後の図６（ｂ）の状態では、ワークＷ７は主軸１から取り外され（例えばロボットによる）、主軸１はいずれの系統の制御下にもおかれていない（当然、不作動）。一方、ワークＷ７を新たに装着（例えばロボットによる）した主軸２は、系統１の制御下におかれている。そして、工具７を装着した主軸３は、系統２の制御下にある。
【００２５】
なお、図６では、ワークＷ７とドリル６の距離を開けて描いたが、加工実行時には、ワークＷ７をドリル６に接近させる指令が、いずれかの系統で出力される。このように、図７のような系統−主軸の対応関係の切換えと、図６のような工具姿勢の切換えとを併行させれば、ワークＷ７に対して、順次、異なる位置や方向に、穿孔加工を施すことができる。また、主軸３で駆動される回転工具による加工も適宜行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来技術に係る数値制御装置を用いて、プログラム指令により、各指令系統１〜ｎと各主軸１〜ｎの制御・被制御の対応関係を選択・指定する手法について説明する図である。
【図２】本発明に従った数値制御装置を含むシステムの概略構成を表わす図で、プログラム指令によらず、各指令系統１〜ｎと各主軸１〜ｎの制御・被制御の対応関係が選択・指定されることを示している。
【図３】各指令系統が制御する主軸の切換え信号の構成例を表わしている。
【図４】指令系統−主軸間の対応関係の切換えに応じて、工具または被加工ワークの位置を変更する１つの事例について説明する図で、（ａ）は基準状態、（ｂ）は基準状態から、指令系統−主軸間の対応関係の切換えが行われた後の状態を表わしている。
【図５】図４（ａ）から図４（ｂ）への状態変化に伴う、指令系統−主軸間の対応関係の変化を表形式で示した図で、図５（ａ）は図４（ａ）の基準状態における指令系統−主軸間の対応関係を表わし、図５（ｂ）は図４（ｂ）の切換え後の状態における指令系統−主軸間の対応関係を表わしている。
【図６】指令系統−主軸間の対応関係の切換えに応じて、工具または被加工ワークの位置を変更する別の事例について説明する図で、（ａ）は基準状態、（ｂ）は基準状態から、指令系統−主軸間の対応関係の切換えが行われた後の状態を表わしている。
【図７】図６（ａ）から図６（ｂ）への状態変化に伴う、指令系統−主軸間の対応関係の変化を表形式で示した図で、図７（ａ）は図６（ａ）の基準状態における指令系統−主軸間の対応関係を表わし、図７（ｂ）は図６（ｂ）の切換え後の状態における指令系統−主軸間の対応関係を表わしている。
【符号の説明】
【００２７】
１、４  基台
２、３、７  バイト（工具）
５  穿孔装置
６  ドリル（工具）
Ｗ１〜Ｗ７  ワーク
【図１】
2007094646.tif 000003
【図２】
2007094646.tif 000004
【図３】
2007094646.tif 000005
【図４】
2007094646.tif 000006
【図５】
2007094646.tif 000007
【図６】
2007094646.tif 000008
【図７】
2007094646.tif 000009